High impulse of fuse booster for a method and apparatus

本発明は低感度の爆発物の起爆に関する。

本出願は2008年4月25日出願の米国特許出願第61/048,110号明細書（発明の名称“APPARATUS AND METHODS FOR INTEGRAL THRUST VECTOR AND CONTROL”）に関し、この内容全体はここで全体として含まれている。

大砲の砲弾、ミサイル、発射体等の弾頭の爆発を開始するために使用されるようなヒューズシステムは高性能の基準を満たさなければならない。 これらの要求は機械的およびエネルギ的な材料の設計を方向に推進されている。 エネルギ材料の技術は衝撃感度が少なく大きい臨界直径を有する爆発物配合の使用に移行している。 減少された衝撃感度と大きな臨界直径の焦点は弾丸、破片、爆発シナリオによる衝撃の危険な可能性の脅威を減少する役目を行う。 この効果は感度の低い兵器の要求を満たすことに肯定的であるが、弾頭が機能する期間中に爆発物の確実で迅速な起爆を実現しなければならないヒューズおよび起爆導火線の設計者に問題を提起する。

成熟したエネルギ材料の配合は２つの異なる付加的な特徴を有し、さらに適切な起爆を実現することを困難にする。 第１の特徴は配合の多くは硬化（キュア）時に収縮率を有する鋳造硬化化合物である。 これは潜在的にヒューズブースタ面と弾頭のむき出しの爆発物表面との間にギャップを生じる。 第２の特徴は設計と最終衝撃環境に基づいている。 装填爆発物のコラムの高さはダイナミックな衝撃減速を伴って、順方向で塑性的に変形し、または流動し、後部起爆設計ペイロードにおけるブースタギャップを効率的に増加する。 感度のない兵器の爆発物配合の迅速な起爆は十分に高い大きさと長い時間期間の圧力領域を必要とする。 種々のギャップを有する最終的な状態は高いインパルス衝撃がギャップを横切って伝達されることを必要とする。

通常のブースタ設計は軽量の金属を有し、これは均一性を有するパルス長／高圧力衝撃波頭を装填爆発物へ伝達することができない設計である。 その結果、設計の信頼性が低下し、爆発の衝撃の抑制により失敗する可能性が非常に大きい。 従来のシステムは、硬化後にヒューズ、ブースタ、装填爆発物間のギャップを最小にしようとし爆発物の装填期間中にヒューズを表す弾頭にサイズが減少されたプラグを配置することによって補償しようとしてきた。 収縮は多くのパラメータの関数であり、正確に予測されることができず、これはギャップを減少するが除去はしなかった。 さらにこのプロセスは最終的な衝撃状態の期間に装填爆発物の順方向のはね返りを除去しない。

本発明の主題の種々の特徴による高インパルスのブースタ用の方法及び装置は爆発物の起爆を開始するためのシステムを含んでいる。 １実施形態では、システムは不感の兵器を起爆するための爆発物の導火線を制御及び誘導するため波形成形装置とフライヤプレートを含む爆発物の導火線を具備している。

ブースタハウジングおよび波形成形装置の１例を含んでいる兵器爆薬ハウジングの部分側面図である。

図１に示されているブースタハウジングの断面図である。

波形成形装置のないブースタ装填爆発物を含むブースタハウジングの１例の側面図である。

ブースタ装填爆発物が起爆され、球面の爆発波がフライヤプレート方向に進んでいる図３Ａに示されているブースタハウジングの側面図である。

ブースタ装填爆発物が起爆され、球面の爆発波がフライヤプレートに対して衝突している図３Ａ、Ｂに示されているブースタハウジングの側面図である。 フライヤプレートは１点で低感度の爆発物に衝撃を与える。

ブースタ装填爆発物と波形成形装置を含んでいるブースタハウジングの１例の側面図である。

ブースタ装填爆発物が起爆され、爆発波が第１の波形成形装置表面に沿って進んでいる図４Ａに示されているブースタハウジングの側面図である。

爆発波が第１と第２の波形成形装置表面の間で波形成形装置周辺に延在している図４Ａ、Ｂに示されているブースタハウジングの側面図である。

爆発波が先細にされた第２の波形成形装置表面に沿って延在している図４Ａ−Ｃに示されているブースタハウジングの側面図である。

爆発波が波形成形装置により成形された平面の爆発波頭を含んでいる爆発図４Ａ−Ｄに示されているブースタハウジングの平面図である。

平面の爆発波頭がフライヤプレートに対して衝突し、ブースタハウジングからフライヤプレートを発射している図４Ａ−Ｅに示されているブースタハウジングの側面図である。

フライヤプレートが低感度の装填爆発物に衝突し、平面のフライヤプレートは低感度の装填爆発物の多数の部分と平面接触を行う図４Ａ−Ｆに示されているブースタハウジングの側面図である。

高インパルスのヒューズブースタの動作を表示しているフローチャートである。

本発明の主題をより完全な理解は例示的な図面を伴って考慮するとき詳細な説明及び請求項を参照することにより得られるであろう。 図面では、同一の参照符合は図面を通して類似の素子およびステップを指している。
図面中の素子及びステップは簡潔性と明瞭性を目的として示されており、必ずしも任意の特定のシーケンスにしたがう必要はない。 例えば、同時にまたは異なる順序で行われることのできるステップは本発明の主題の実施形態の理解をよりよくするために図に示されている。

以下の詳細な説明では、その一部を形成する添付図面を参照し、ここでは主題が実施されることができる例示的な特別な実施形態の方法により示されている。 これらの実施形態は当業者が主題を実施することを可能にするのに十分詳細に説明されており、他の実施形態が利用され、構造的変化が本発明の主題の技術的範囲を逸脱せずに行われることができることが理解されよう。 それ故、以下の詳細な説明は限定の意味で取られてはならず、本発明の主題の技術的範囲は特許請求の範囲とそれらの等価物により規定される。

本発明の主題は、機能ブロックコンポーネントと種々の処理ステップに関して示されることができる。 このような機能ブロックは特定された機能を行い種々の結果を達成するように構成された任意の数の技術、技術論、方法により実現されることができる。 例えば、本発明の主題は種々の材料、アクチュエイタ、電子系、形状、空気流表面、強化構造、爆発物等を使用でき、これらは種々の機能を実行できる。 さらに、本発明の主題は任意の数の装置と共に実施されることができ、説明されたシステムは単なる例示的応用である。 さらに、本発明の主題は爆発物を起爆し、爆発物材料を貯蔵し、ハウジングを強化し、爆発を制御し、遅延を準備し、遅延を機能し、爆発物化合物を混合し、センサ、衛星を使用し、爆発物、ハウジング、兵器素子等を製造する等のための任意の複数の通常の技術を使用する。

図１を参照すると、本発明の主題の種々の特徴による高インパルスのヒューズブースタシステム100が兵器120と共に構成されている。 兵器120は兵器ハウジング125、ヒューズハウジング110、ブースタハウジング180、ブースタ起爆導線140、転送爆発物150、爆発波形成形装置160、ブースタ装填爆発物170、高インパルスのフライヤプレート190、低感度の装填爆発物195を具備している。

兵器120はビークル、ロケット、ミサイル、航空機、誘導または無誘導爆弾、潜水艦、プロペラ、タービン、大砲の砲弾または魚雷のような任意の適切なシステムを含むことができる。 この例では、兵器120は弾頭を運ぶための軍事的な無誘導爆弾のような爆弾である。 したがって兵器120は誘導システム、リコナサンス装置、弾頭、センサ、通信装置、貨物室、乗員インターフェース、推進システムのような特定の応用または環境のための適切なシステムを含むことができる。 兵器120はその兵器120の素子を収容するための兵器ハウジング125を含んでいる。

兵器ハウジング125はヒューズハウジング110の少なくとも一部とペイロードを含むための任意の適切な構造を含むことができる。 例えば兵器ハウジング125は爆弾またはミサイルシステムのコンポーネントを収容し、鋼鉄、硬化鋼、セラミック、セルロースのような任意の適当な材料と、軍事用大砲管のようなその他の材料、或いはそれらの組合せを含むことができる。 図１に示されている本発明の例では、兵器ハウジング125はヒューズウエル130と、ブースタ装填爆発物170およびブースタハウジング180のような高いインパルスヒューズブースタシステム100の他のコンポーネントを含めたヒューズハウジング110のコンポーネントの少なくとも一部を含んでいる。 兵器ハウジング125は応用に基づいて任意の適切な構造で構成される。 例えば兵器ハウジング125は高インパルスのヒューズブースタシステム100を収容できる爆弾またはミサイル鋳造を含んでいる。 １つの応用では、兵器ハウジング125は幾つかの地中貫通爆弾のような自由降下状態で使用される。 代わりに、兵器ハウジング125はロケット動力付地中貫通または他の推進応用でのような推進応用で使用されることができる。 地中貫通兵器の場合、兵器ハウジング125は弾頭のケースの断面積と空気抵抗を最小にするように構成されることができる。 他の応用は実質的に異なる構造を有する兵器ハウジング125を必要とする。 兵器ハウジング125は鋳造、機械加工、圧入、押出し加工等に限定されないがそれらを含めた任意の適切なプロセスにより形成されることができる。

高インパルスのヒューズブースタシステム100の１例が図１に示されている。 高インパルスのヒューズブースタシステムは図１に示されているように兵器120の一部である。 高インパルスのヒューズブースタシステム100は兵器ハウジング125内に位置されている。 図１に示されているように、１例ではヒューズウエル130は兵器ハウジング125から延在し、ヒューズハウジング110とブースタハウジング180を兵器120中に位置させている。 高インパルスのヒューズブースタシステム100は低感度の装填爆発物195の爆発を起爆するように構成されている。 低感度の装填爆発物195はヒューズブースタシステム100からの高速度の衝撃を受けるときに起爆するように構成されている。 図１に示されているように、ヒューズハウジング110はヒューズウエル130と結合されている。 １例では、ヒューズハウジング110はヒューズウエル130と一体の部分である。 随意選択的に、ヒューズウエル110はヒューズウエル130とは別にされた部材であり、機械的固定物、ねじ切り、溶接、接着等を含むがそれらに限定されない結合特徴でヒューズウエル130に接続される。 図１に示されているブースタハウジング180はヒューズハウジング110と結合される。 図１に示されているように、ブースタ起爆導線140はヒューズハウジング110からブースタハウジング180まで延在する。 １例では、ブースタハウジング180はヒューズハウジング110と一体化して形成される。 別の例では、ヒューズハウジング180はヒューズハウジング110をヒューズウエルと結合するために使用される類似の構造により一体化しない方法でヒューズハウジング110と結合するように構成されている。

前述したように、ヒューズハウジング110はヒューズウエル130に結合される。 １例では、ヒューズウエル130は兵器ハウジング125と結合される。 別の例では、ヒューズハウジング110は兵器ハウジング125に結合される。 この結合は溶接、機械的固定物、接着、中間フレーミング等を含むがそれらに限定されない任意の適切な手段によるものでよい。 図１に示されている例では、ヒューズハウジング110を含めたヒューズウエル130の外部表面は兵器ハウジング125の内部表面に結合されるように構成されている。 例えばヒューズハウジングの外部表面は兵器ハウジング125の一部に溶接される。 図１の例では、ヒューズウエル130（およびヒューズハウジング110）の外部表面の一部は兵器ハウジング125の内部表面に溶接される。 ヒューズハウジング110は機械的固定物（ボルト、螺子、ピン等）、締り及び摩擦フィット、接着等を含むがそれらに限定されない他の例で任意の適切なハウジングで順用品ハウジング125に結合される。 ヒューズハウジング110は兵器ハウジング125内に保持されるか、または兵器ハウジング125に外部で結合される。 代わりに、ヒューズハウジング110は兵器ハウジング125の内壁に含まれる。 他の例では、ヒューズハウジング110は低感度の装填爆発物195を起爆することのできる任意の適切な位置または方位に位置される。 図１に示されている例では、ヒューズハウジング110は兵器120のテール部分に位置される。 ヒューズハウジング110は鋼鉄、硬化鋼、他の金属等に限定されないがそれらを含む機能を行うのに適した任意の構造で、任意の適切な材料から製造される。

図１を再度参照すると、ブースタハウジング180はブースタハウジングの１端部でブースタ起爆導線140を受ける。 ブースタ起爆導線はブースタ装填爆発物170に隣接して位置される。 ブースタ装填爆発物170はヒューズハウジング110に隣接するブースタハウジング180内に位置された転送爆発物150を含んでいる。 転送爆発物150はブースタ装填爆発物170の残りと接触するように爆発波形成形装置160の周囲に延在する。 ブースタ装填爆発物は転送爆発物150を含んでいる。 １例では、ブースタ装填爆発物170と転送爆発物150は波形成形装置160の周囲に延在する単一の一体化された爆発物である。 さらに別の例では、ブースタ装填爆発物170は波形成形装置160の反対側に位置され、高インパルスのフライヤプレート190に隣接しているブースタ装填爆発物170の残りとは異なる爆発物材料を含んでいる別の転送爆発物150を含んでいる。 高インパルスのフライヤプレート190はブースタ起爆導線140に反対側のブースタハウジング180の端部に位置される。 波形成形装置160は高インパルスのフライヤプレート190とブースタ起爆導線140との間に位置されている。

以下さらに詳細に説明するように、波形成形装置160は転送爆発物150内のブースタ起爆導線140で起爆される爆発波を成形するために（例えば転送爆発物150を含んだ）ブースタ装填爆発物170内に位置される。 波形成形装置160は波形成形装置の周囲に爆発波を誘導し、平面爆発波頭を有する平面爆発波を形成する。 平面爆発波頭はブースタハウジング180から離れて高インパルスのフライヤプレート190を突出するために高いインパルスフライヤプレート190に衝突する。 高インパルスのフライヤプレート190は低感度の装填爆発物195に衝突する。 平面の爆発波は高インパルスのフライヤプレート190を平面の爆発波頭により規定される平面に対して実質的に平行の方位で維持する。 高インパルスのフライヤプレートはしたがって低感度の装填爆発物195の複数の表面との中間の平面接触を行うことができる。 即ち、波形成形装置160により生成される平面の爆発波頭は高インパルスのフライヤプレート190をその高インパルスのフライヤプレート190が傾斜又は回転しない一定の軌跡に維持し、それによって高インパルスのフライヤプレート190が低感度の装填爆発物195の複数の表面と平面接触させる。

ブースタハウジング180はブースタ装填爆発物170をフライヤプレート190へ誘導するようにブースタ装填爆発物の起爆中にヒューズブースタシステム100のブースタ装填爆発物170を収容するための構造を含むことができる。 ブースタハウジング180は兵器ハウジング125の１以上のコンポーネントに結合するように構成されている。 例えばブースタハウジング180はブースタ装填爆発物170がインストールされる金属ハウジングを含む。 ブースタハウジング180はブースタ装填爆発物170の爆発物を含み、それをフライヤプレート190へ誘導できる鋼鉄、硬化鋼、またはその適切な組合せで構成される。 ブースタハウジング180は任意の適切な方法でヒューズハウジング110に結合している。 例えばブースタハウジング180は溶接により直接ヒューズハウジング110へ結合する。 別の例では、ブースタハウジング180はヒューズハウジング110の構成中にヒューズハウジング110の一部として形成される。 例えばヒューズハウジング110が鋳造により構成されるならば、ブースタハウジング180はモールドに組み込まれる。 図１に示されている例では、ブースタハウジング180はヒューズウエル130とは別体に構成され、ヒューズハウジング110に取外し可能に結合されている。 さらに別の例では、ブースタハウジング180の外部表面はヒューズハウジング110の外部表面により規定されている空洞内に形成された類似のねじ込み表面に結合するように構成されたねじ込み表面を含んでいる。 随意選択的に、ブースタハウジング180はヒューズハウジング110にボルト付け、ねじ付け、またはピン付けされることができる。 ブースタハウジング180は任意の適切な方法でヒューズハウジング110に結合される。

ブースタハウジング180はそのブースタハウジング180から発射されるときに高インパルスのフライヤプレート190の弾道効率を増加するために爆発期間中に強力な閉じ込みを行うことができる材料で構成される。 爆発波形成形装置160と組み合わせたブースタハウジング180は低感度の装填爆発物195と衝突する前に、フライヤプレート190の角度チップオフを減少するために高インパルスのフライヤプレート190の軌跡及び回転制御を行う。

ブースタ起爆導線140は１例ではブースタハウジング180と結合され、ヒューズハウジング110内に実質的に収容される。 別の例では、ブースタ起爆導線140は実質的にブースタハウジング180内に収容される。 ブースタ起爆導線140は転送爆発物150の起爆を促す任意の適切な方法を通して転送爆発物150に結合される。 さらにブースタ起爆導線140は所望のときにブースタ起爆導線のトリガーができる適切な方位で位置される。 ブースタ起爆導線140のトリガーは力による付勢、制御システムの付勢、手作業の付勢等を含んでいるが、それらに限定されない。 図１に示されている例では、ブースタ起爆導線140は制御システムが収容される機上兵器120によりトリガーされる。 ブースタ起爆導線140は転送爆発物150を起爆するための任意の適切な材料で構成される。 ブースタ起爆導線140の材料は電子的、機械的、化学的手段による起爆を促す材料を含んでいる。

図２を参照すると、ブースタハウジング180の１例はここに配置されている爆発波形成形装置160を含んで示されている。 ブースタハウジング180はブースタハウジングの第１の端部200とブースタハウジングの第２の端部202を含んでいる。 ブースタハウジング側壁204は第１と第２のブースタハウジングの端部200、202との間に延在する。 ブースタハウジング180は、１例では、それに限定されないが鋼鉄、硬化鋼、その他の材料で構成されることができ、ブースタハウジング180のブースタハウジング装填爆発物空洞206内で発生される爆発波に耐えそれを誘導するための構造的一体性を有する材料で構成されることができる。 別の例では、ブースタハウジング180は端部200、202を有するブースタハウジング側壁204により規定される円筒形形状を有する。 ブースタ起爆導線オリフィス208は（図１に示されている）ヒューズハウジング110とブースタハウジング180の装填爆発物空洞206との間の連通を容易にするブースタハウジングの第２の端部202を通って延在する。 ブースタハウジング180が兵器120内に設置されるとき、（前述の）ブースタ起爆導線140はブースタ起爆導線オリフィス208を通ってヒューズハウジング110とブースタハウジング180との間で適合される。 ブースタ起爆導線140はブースタ装填爆発物17の起爆を開始し、ブースタハウジング180から離れてフライヤプレート190を突出するように構成された平面爆発波を提供するために転送爆発物150を含むブースタ装填爆発物170と接触する。

ブースタハウジング180はさらにブースタハウジング側壁204を横切って延在するブースタハウジング端部表面210を含む。 ブースタ起爆導線オリフィス208は１例ではブースタハウジング端部表面210を通って延在する。 ブースタハウジングの第２の端部202はさらにブースタハウジングフランジ212を含んでいる。 ブースタハウジング180がヒューズハウジング110に対して一体化されていない部材である場合、ブースタハウジングフランジ212はブースタハウジング180とヒューズハウジング110との結合を行う。 １例では、ブースタハウジングフランジ212はブースタハウジング180をヒューズハウジング110と結合するように構成された結合構造を有する。 ブースタハウジング180について前述したように、結合構造はねじ切り、機械的固定物（例えばインターフェース固定物、摩擦フィティング等）ピン、ボルト、螺子、溶接等を含むがそれらに限定されない結合を含んでいる。

図２に示されているように、ブースタ装填爆発物170は１例では転送爆発物150を含んでいる。 転送爆発物150は爆発波形成形装置160と接触するようにブースタハウジング内に配向されている。 ブースタ装填爆発物170はＰＢＸＮ−９、ＰＢＸＷ−１１或いは金属を低感度の装填爆発物195方向へ加速し爆発物を起爆することができる任意の他の高い爆発物を含む金属加速用のための高い爆発物で形成されるがそれに限定されない。 １例では、転送爆発物150は第１の爆発物を含み、波形成形装置160の反対側に位置されるブースタ装填爆発物170は第２の爆発物を含んでいる。 例えば転送爆発物150はＰＢＸＮ−９を含み、波形成形装置160の反対側のブースタ装填爆発物170はＰＢＸＷ−１１を含んでいる。 ブースタ装填爆発物170用に選択された爆発物はブースタハウジング180からフライヤプレート１９０までの適切な爆発波と爆発力を実現するための爆発物の任意の組合せを含んでいる。

再度図２を参照すると、フライヤプレート190はブースタハウジング180と結合されて示されている。 １例では、フライヤプレート190はブースタハウジング180と一体化されて形成されている。 別の例では、フライヤプレート190は溶接、ねじ、（インターフェース固定物、摩擦フィット等のような）機械的固定物、ボルト、螺子、ピン等を含むがそれらに限定されない結合構造を通してブースタハウジング180に結合されている。 図２に示されているように、フライヤプレート190はフライヤプレート内部表面230とフライヤプレート外部表面232とを含んでいる。 フライヤプレート内部表面230は１例ではブースタ装填爆発物170に直ぐ隣接している。

別の例では、フライヤプレート190はフライヤプレート内部表面230に沿って僅かな逓減を含んでいる。 図２に示されているように、フライヤプレート内部表面230はフライヤプレートの周囲部234近くからフライヤプレート中心部236へ先細りにされている。 さらに別の例では、フライヤプレート内部表面230は実質的に平面であり、フライヤプレート外部表面232に対して平行である。

フライヤプレート190は、鋼鉄、硬化鋼、このフライヤプレート190がブースタハウジング180から図１に示されている低感度の装填爆発物195と接触する突出期間中に平面爆発波波頭の力を受けるときフライヤプレート190を実質的に平坦な構造に維持するための構造的に一体化したその他の材料で構成されるがそれに限定されない。 フライヤプレート190は低感度の装填爆発物を起爆するのに十分な力でフライヤプレート190が低感度の装填爆発物195に衝突することを確実にするために特に高重量を有するように構成されている。 さらに、フライヤプレート190は長期間にわたって平面爆発波頭から衝撃力を十分に転送するためにフライヤプレートが低感度の装填爆発物195と接触しその接触を維持することを確実にし、それによって低感度の装填爆発物195の起爆を確実にするように重い重力の材料で構成される。

爆発波形成形装置160の１例が図２に示されている。 爆発波形成形装置160は第１の波形成形表面220と先細にされた第２の波形成形装置表面222とを含んでいる。 第１の波形成形表面220はブースタ起爆導線オリフィス208に隣接するブースタハウジング180の領域から放射状に延在する。 第１の波形成形装置表面220は１例ではブースタハウジング側壁204の方向に延在する。 波形成形装置のエッジ224は波形成形装置160周囲に延在し、ブースタハウジングの側壁204に隣接する。 先細にされた第２の波形成形装置表面222は爆発波形成形装置160に円錐形の幾何学形状を与える。 図２に示されているように、１例では先細にされた第２の波形成形装置表面222の円錐形の幾何学形状はフライヤプレートの中心部236近くの点229まで延在する。 さらに以下説明するように、ブースタ装填爆発物170は先細にされた第２の波形成形装置表面222の円錐の幾何学形状に沿ってフライヤプレート190の方向へ延在する。

爆発波形成形装置160は実質的にブースタハウジング180内に位置されている。 爆発波形成形装置160は波頭を転移するための任意の適切な構造を具備している。 以下説明するように、爆発波形成形装置160はこれが転送爆発物150の爆発波頭を平面爆発波頭へ転移するように配向されている。 他の例では、爆発波形成形装置160は成形された爆発物および他の導波体と共に使用される。 図１と２に示されている例では、波形成形装置は球面の爆発波頭が平面の爆発波頭へ転移するように成形される。

前述したように、ブースタ装填爆発物170は１例では、転送爆発物150を含んでいる。 転送爆発物150は第１の波形成形装置の表面220に沿ってブースタハウジング側壁204方向へ延在する。 転送爆発物150はそれによって第１の波形成形装置の表面220とブースタハウジング端部表面210との間に結合される。 ブースタ装填爆発物170（例えば転送爆発物150）は波形成形装置のエッジ224に隣接して波形成形装置160の周辺に延在する。 即ち転送爆発物150は波形成形装置160（例えば波形成形装置のエッジ224）とブースタハウジングの側壁204との間でフライヤプレート190方向に延在する。 ブースタ装填爆発物170は先細にされた第２の波形成形装置表面222にわたって波形成形装置のエッジ224からフライヤプレート190の方向へ延在する。 図２に示されているように、ブースタ装填爆発物170は先細にされた第２の波形成形装置表面222とブースタハウジング側壁204との間に延在する。

ブースタ起爆導線140（図１参照）によるブースタ装填爆発物170の起爆時に、爆発波は、転送爆発物150を通って延在する爆発路に沿って放射状にブースタ起爆導線140からブースタハウジングの側壁204と波形成形装置のエッジ224方向に進む。 爆発波は先細にされた第２の波形成形装置表面222に沿ってフライヤプレート190方向へ伝播する。 先細にされた第２の波形成形装置表面222を横切る平面爆発波の爆発路は爆発波を平面の爆発波頭を有する平面爆発波に変換する。 平面爆発波はフライヤプレート190に衝突し、図１に示されている低感度の装填爆発物195と接触するようにブースタハウジング180からフライヤプレート190を突出する。

爆発波形成形装置160は波形成形装置160を通してフライヤプレート190の方向への爆発波の伝送を実質的に防止する少なくとも１つの材料で構成されている。 代わりに、爆発波は第１の波形成形装置表面220上で、波形成形装置190の周囲に、先細にされた第２の波形成形装置表面222を横切って伝播するように実質的に制約されている。 前述しさらに以下説明するように、爆発波形成形装置160の周囲に、先細にされた第２の波形成形装置表面222を横切って爆発波を誘導することによって爆発波を平面爆発波に変換する。

波形成形装置160の構造に使用される材料は、少なくともフライヤプレート190がブースタハウジング180から離れるように突出されるまでブースタ装填爆発物170の爆発力に耐えることができる樹脂材料を含むがそれに限定されない。 即ち爆発波形成形装置160はフライヤプレート190が図１に示されている低感度の装填爆発物195へ衝突されるまで爆発波形成形装置160の変形に実質的に耐える材料で構成される。 １例では波形成形装置160はSabic Innovative Plasticsの登録商標のLEXAN(商標名)のようなポリカーボネート樹脂の熱可塑を含む樹脂材料で構成される。 ポリカーボネート樹脂のような樹脂およびその他のプラスティック、混合物、鋼鉄、金属は爆発波の力に耐えることができ、それによってブースタハウジング180からフライヤプレート190を突出するための平面爆発波を形成するように爆発波形成形装置160周辺に爆発波を誘導できる。

図２に示されている別の例では、爆発波形成形装置160は波形成形装置の挿入部226を含んでいる。 図２に示されている波形成形装置の挿入部226は第１の波形成形装置表面220の一部として含まれ、ブースタハウジング端部表面210に隣接している。 １例では、波形成形装置の挿入部226は爆発波形成形装置160内の対応する凹部内に適合するディスク状の幾何学的形状を有する。 随意選択的に、波形成形装置の挿入部226は爆発波形成形装置の残りで使用されるよりも濃密な材料から作られる。 このような材料は、ブースタ装填爆発物170内のブースタ起爆導線オリフィス208で開始する爆発波が爆発波形成形装置160周辺に、その後、先細にされた第２の波形成形装置表面222に沿って誘導されることを確実にするように構造的に一体化したポリカーボネート樹脂、熱可塑性物質、他のプラスティック、金属、鋼鉄等を含んでいるが、これらに限定されない。 波形成形装置の挿入部226はしたがってブースタ装填爆発物170の起爆を通して起爆波形成形装置160の構造的一体性を維持するために起爆波形成形装置160の残りに対して遮蔽体として作用する。 １例では、波形成形装置の挿入部226は単一の鋳造ステップで別の材料を鋳造することによる等、爆発波形成形装置160の残りにより形成される。 さらに別の例では、波形成形装置の挿入部226は機械的フィッティングと、接着と、溶接と、ねじ、ボルト、ピン等のような機械的結合により爆発波形成形装置160の残りと結合される。

前述したように、先細にされた第２の波形成形装置表面222は波形成形装置のエッジ224からフライヤプレート190方向に延在する先細に形成されている。 即ち先細にされた第２の波形成形装置表面222はフライヤプレートの中心部236方向に延在する。 随意選択的に、先細にされた第２の波形成形装置表面222はブースタハウジングの側壁204に関して種々の角度の１つで延在する。 図２の例に示されているように、先細にされた第２の波形成形装置表面222はブースタハウジングの側壁204に関して４５度の角度で延在する。 さらに他の例では、先細にされた第２の波形成形装置表面222は約１５度から７５度の間でブースタハウジング側壁204に関して角度を有して延在する。

さらに別の選択肢では、先細にされた第２の波形成形装置表面222はフライヤプレートの中心部236方向に逓減する第１の波形成形装置表面220に実質的に平行な平面部228を含んでいる。 平面部228により、爆発波形成形装置160は実質的に切頭円錐型の幾何学形状を有する。 先細にされた第２の波形成形装置表面の平面部228で終端する先細にされた第２の波形成形装置表面222を有する爆発波形成形装置160の切頭円錐形の幾何学形状は爆発波形成形装置160周辺に延在する爆発波を平面爆発波に変換することができる。 即ち、先細にされた第２の波形成形装置表面222は点229、平面部228、他の幾何学形状へ先細り、依然として、爆発波をフライヤプレート190に衝突しブースタハウジング180から突出するように構成された平面爆発波へ変換することができる。

図３Ａ乃至３Ｃを参照すると、図１および２に示されている爆発波形成形装置160のような爆発波形成形装置をもたないブースタハウジング300による一連の起爆ステップの１例が示されている。 最初に図３Ａを参照すると、ブースタハウジング300はそのブースタハウジング300内に位置されているブースタ起爆導線304とブースタ装填爆発物306と共に示されている。 フライヤプレート302はブースタ起爆導線304からブースタハウジング300の反対側の端部でブースタハウジング300と結合されている。

図３Ｂを参照すると、ブースタ装填爆発物306が例えばブースタ起爆導線304を通して起爆される。 起爆波308はブースタ装填爆発物306を通ってフライヤプレート302の方向へと進む。 図３Ｂに示されているように、爆発波308は球面爆発波頭310を有する。 即ち、爆発波308はブースタハウジング300の制約内でブースタ起爆導線304から球状に進行する波頭310を含んでいる。 図１および２に示されている爆発波形成形装置160は図３Ｂに示されているブースタハウジング300には存在しないので、爆発波308は球面爆発波頭310を有する球面形状を仮定する。

図３Ｃは爆発波308の球面爆発波頭310（図３Ｂに示されている）がフライヤプレート302に衝突した後のブースタハウジング300を示している。 示されているように、フライヤプレート302はブースタハウジング300から離れて突出されている。 フライヤプレート302は図３Ｂに示されている球面爆発波頭310にほぼ対応する幾何学形状を仮定する。 即ち、フライヤプレート302は球面爆発波頭310の震動により図３Ｃに示されている湾曲された幾何学形状に形成される。 図３Ｃに示されているフライヤプレート302は湾曲された外部表面312を含んでいる。 フライヤプレート302の湾曲された外部表面312は低感度の装填爆発物314の複数の表面316と平面接触を行うことができない。 さらに、爆発波308の制御されない特性のために、フライヤプレート302は低感度の装填爆発物314に関して傾転を受けやすい。 図３Ｃに示されているように、フライヤプレート302は時計回り方向に傾斜され、球面爆発波308の不一致により傾斜される。 さらに以下詳細に説明するように、爆発波形成形装置160により行われる制御は平面爆発波頭に関するフライヤプレート190の回転または傾斜なしに（図１と２に示されている）フライヤプレート190が実質的に平坦な配向でブースタハウジング180から突出することを確実にする。

図３Ｃを再度参照すると、前述したように、フライヤプレート302の非平面幾何学形状のために、フライヤプレート302の湾曲された外部表面312は低感度の装填爆発物314の１または幾つかの表面としか結合することができない。 低感度の装填爆発物314の起爆はしたがって確実ではない。 代わりに前述したように、低感度の装填爆発物の起爆を確実にするため、装填が起爆され兵器を爆発することを確実にするように十分な力による単一時間での多数の接触が低感度の装填爆発物に沿って必要とされる。

図４Ａ乃至４Ｇを参照すると、ブースタハウジング180内の爆発波の段階的な進行が示されている。 図４Ａでは、爆発波形成形装置160はブースタハウジング180内に位置されている。 ブースタ装填爆発物170は爆発波形成形装置160周辺のブースタハウジング内に位置されている。 １例では、図４Ａに示されているように、転送爆発物150はブースタ起爆導線400に隣接して第１の波形成形装置表面220に沿って延在する。 転送爆発物150は第１の波形成形装置表面220とブースタハウジング端部表面210に沿ってブースタハウジング側壁204方向に延在する。 即ち転送爆発物150は第１の波形成形装置表面220とブースタハウジング端部表面210との間に結合される。 ブースタ装填爆発物170の残りは爆発波形成形装置160の波形成形装置のエッジ224と先細にされた第２の波形成形装置表面222に沿って位置される。 図４Ａに示されているように、ブースタ装填爆発物170の残りは、ブースタ装填爆発物170がフライヤプレート190方向に延在するとき、先細にされた第２の波形成形装置表面222とブースタハウジング側壁204との間に結合される。

図４Ｂを参照すると、転送爆発物150が爆発される。 爆発波頭404を含む爆発波402は第１の波形成形装置表面220に沿って（例えば波形成形装置の表面220とブースタハウジング端部表面210との間で）進行する。 爆発波402はしたがってブースタ起爆導線400からブースタハウジング側壁204方向に延在する放射的な爆発路をたどる。 爆発波形成形装置160はそうでなければ図４Ｂに示されている放射的に進行する爆発波へ爆発波402の球面進行を制約する。 即ち、爆発波形成形装置160は図３Ｂ（爆発波形成形装置のないブースタハウジングの例）に示されているように、実質的に球面爆発波310を阻止しており、代わりに爆発波402を放射的にブースタハウジング側壁204方向へ誘導している。

図４Ｃを参照すると、爆発波402は装填が爆発するときブースタ装填爆発物170を通って進行し続ける。 示されているように、爆発波頭404は波形成形装置のエッジ224を包み、フライヤプレート190方向へ延在し始める。 図４Ｃに示されているように、爆発波頭404は波形成形装置のエッジ224とブースタハウジング側壁204との間に結合されているブースタ装填爆発物170を通って進行する。 爆発波形成形装置160はしたがって、爆発波402を波形成形装置の先細にされた第２の波形成形装置表面222に沿って誘導する前に、その波形成形装置160の周辺でブースタハウジング側壁204に沿って誘導する。

図４Ｄを参照すると、図４Ｃに示されている爆発波402は平面爆発波頭408を有する平面爆発波406へ転移している。 平面爆発波406および対応する平面爆発波頭408は爆発波が爆発波波形成形装置160とブースタハウジング側壁204との間の先細にされた第２の波形成形装置表面222に沿って動くときに形成される。 爆発波形成形装置160は、図３Ｂと３Ｃに示されているように平面爆発波が球面爆発波頭へ成形されることを防止しながら、平面爆発波をフライヤプレート190方向へ誘導し続ける。

図４Ｅに示されているように、平面爆発波406はブースタ装填爆発物170を通ってフライヤプレート190方向へ進行し続ける。 平面爆発波406の平面爆発波頭408はフライヤプレート190に平行である。 即ち、平面爆発波406の平面爆発波頭408は図３Ｂと３Ｃに示されている球面爆発波308と球面爆発波頭310とは対照的に平面波頭を有する。 平面爆発波406は爆発波形成形装置160（例えば先細にされた第２の波形成形装置表面222）とブースタハウジング側壁204との間に十分に含まれている。

平面爆発波406と平面爆発波頭408の形成後、爆発波形成形装置160とブースタハウジング側壁204はそれぞれ少なくともフライヤプレート190に到達するまでに平面爆発波406の平面特徴を維持する。 図４Ｆに示されているように、平面爆発波頭408はフライヤプレート190に衝突し、フライヤプレートをブースタハウジング180から外し、それを低感度の装填爆発物195方向に突出させる。 平面爆発波406の平面特徴は平面爆発波頭408に関して平面配向でフライヤプレート190を維持する。 さらに、フライヤプレート190は球面爆発波頭と反対に爆発波頭408により衝突されるので、フライヤプレート190は実質的に平面の配向を維持することができる。 さらに、平面爆発波406の平面爆発波頭408は実質的に、フライヤプレート190が（球面方法とは反対に）平面状態で衝突され、低感度の装填爆発物195の表面412に関してフライヤプレート190が回転または傾斜せずにブースタハウジング180と低感度の装填爆発物195との間の空間410を横切って伝播されることを確実にする。 １例では、フライヤプレート190と低感度の装填爆発物195との間の空間410は約３インチ以下である。 平面爆発波406の平面特徴のために、フライヤプレート190は低感度の装填爆発物195に衝突するためそれが空間410を通って伝播する間を通じて、対応する実質的に平面の配向で維持される。 換言すると、フライヤプレート190はフライヤプレートの何等の実質的な変形なく、および低感度の装填爆発物195の複数の表面412に関するフライヤプレート190の何等の回転又は傾斜なく、空間410を横切ってブースタハウジング180から突出される。

図４Ｇはブースタハウジング180と低感度の装填爆発物195との間の空間410を横切って伝播した後のフライヤプレート190を示している。 示されているように、平面爆発波頭408を含む平面爆発波406はフライヤプレート190を低感度の装填爆発物195の複数の表面412に接触するように駆動し続ける。 平面爆発波406はフライヤプレートの内部表面230上でフライヤプレート190に衝突する。 反対側のフライヤプレートの外部表面232は低感度の装填爆発物195の複数の表面412に衝突する。 図４Ｇに示されているように、フライヤプレート190は複数の表面412と平面接触を行い、それによって低感度の装填爆発物195およびその低感度の装填爆発物の対応する爆発物との多点接触を確実にする。

図４Ｇに示されているように、平面爆発波頭408を含む平面爆発波406はフライやプレート190を図３Ｃのフライヤプレート302で示されている湾曲された形状のような形状に変形せずに、フライヤプレート190を実質的に傾斜または回転のない平面の配向に維持する。 フライヤプレートの外部表面232はしたがって低感度の装填爆発物195の多数の表面412に沿って平面接触を行うことができる。 フライヤプレート190は複数の表面412の１以上で低感度の装填爆発物195を直ちに起爆するために初期接触の瞬間にこれらの複数の表面412と接触を行う。 これはフライヤプレート302のような変形されたフライヤプレートが図３Ｃに示されている低感度の装填爆発物314の表面の１つのみと点接触を行うことができる状況と対照的に、低感度の装填爆発物195が適切に爆発できることを確実にする。

図５を参照すると、図１に示されている高インパルスのヒューズブースタシステム100のような高インパルスのヒューズシステムを使用する方法の１例が示されている。 方法500の説明において、図１に示され、図２および図４Ａ乃至４Ｇに説明されているハイエンドのヒューズブースタシステム100の素子を参照する。 ステップ502で、（図１に示されているブースタ起爆導線140のような）ブースタ起爆導線140がトリガーされる。 図１を参照すると、ブースタ起爆導線140は図１に示されている転送爆発物150を含むブースタ装填爆発物170と連通する。 504で、転送爆発物150はブースタ起爆導線140により起爆される。 転送爆発物150の起爆後、506で、転送爆発物150は爆発され、爆発波402は第１の波形成形装置表面220を横切って放射的にブースタハウジング側壁204方向へ進行する。 爆発波402はブースタハウジング側壁204方向に進向し、（図４Ｃに示されているように）爆発波形成形装置160を包み、爆発波形成形装置160の先細にされた第２の波形成形装置表面222に沿って伝播を開始する。 508で、図４Ｂ−４Ｅに示されているように、爆発波形成形装置160は最初に図４Ｂに示されている爆発波頭404のような爆発波頭の形状を図４Ｄ−４Ｆに示されているような平面爆発波頭408へ転換する。 510で、成形されたブースタ装填爆発物170が起爆され、フライヤプレート190の方向へ進行する平面爆発波406と平面爆発波頭408が生成される。

512で、高インパルスのフライヤプレート190は図４Ｆに示されているように低感度の装填爆発物195の方向に放出又は発射される。 前述したように、平面爆発波406及び対応する平面爆発波頭408はフライヤプレートの内部表面230に沿って高インパルスのフライヤプレート190に衝突する。 平面爆発波頭408はフライヤプレート190と平面で接触し、それによってフライヤプレート190を実質的にその本来の形状に維持する。 平面爆発波頭408はさらにフライヤプレート190を図４Ｆに示されている低感度の装填爆発物195の複数の表面412に関して実質的に平行な配向に維持する。

514で、高インパルスのフライヤプレート190は例えば爆発物195の複数の表面412で低感度の装填爆発物195に衝突する。 平面爆発波406はフライヤプレート190を回転又は傾斜せずに平面構造にフライヤプレート190を維持するので、フライヤプレートは複数の表面412と平面接触する。 516で、低感度の装填爆発物195の複数の表面412との多数の平面接触のために、爆発物195は１以上の表面412で衝突し爆発される。 即ち、低感度の装填爆発物195との多数の接触は同時に生じ、低感度の装填爆発物の即座の起爆および爆発を確実にする。 図４Ｆに示されている平面接触と対照的に、図３Ｃに示されている湾曲されたフライヤプレート302の点接触はフライヤプレート302は装填314との単一点接触を行うことのみが可能なので、低感度の装填爆発物314の起爆および爆発を確実にできない。

方法500の幾つかの選択肢を説明する。 １例では、ブースタハウジング180を通って第１の波形成形装置表面220に沿って爆発波402を誘導することによって、ブースタハウジング側壁204の方向にブースタ起爆導線140から放射的に離れるように爆発波402を誘導する。 別の例では、先細にされた第２の波形成形装置表面222に沿って平面爆発波406を誘導することによって、爆発波406がフライヤプレート190方向に動くとき、先細にされた第２の波形成形装置表面222とブースタハウジング側壁204との間で平面爆発波406を膨張させる。 さらに別の例では、ブースタハウジング180から離れて低感度の装填爆発物195方向にフライヤプレート190を突出させることによって、フライヤプレートをブースタハウジング180と低感度の装填爆発物195との間の（図４Ｇに示されている空間410のような）空間を横切って突出させることができる。 空間410を横切ってフライヤプレート190を突出させることによって、平面爆発波頭408がフライヤプレート190を低感度の装填爆発物195の複数の表面412に対して実質的に平行に維持することができる。 フライヤプレート190はこの配向で維持され、低感度の装填爆発物195と初期接触する瞬間に複数の表面412に衝突する。

さらに別の例では、フライヤプレート190をブースタハウジング180から離れて低感度の装填爆発物195方向へ突出することによって、フライヤプレート190が平面爆発波406および波頭408により衝突された後およびフライヤプレート190が低感度の装填爆発物195に衝突するまで、フライヤプレートが湾曲変形（例えば図３Ｃに示されている構造）なしに図４Ｆと図４Ｇに示されている構造のような実質的に平面構造を維持することができる。 随意選択的には、方法500はさらにフライヤプレート190が衝突されるまでブースタハウジング180内に平面爆発波406を含んでいる。 方法500はさらに別の例ではブースタハウジングから突出するフライヤプレート190により開かれるブースタハウジング端部を実質的に通してブースタハウジング180を出るように平面爆発波406を制約することを含んでいる。

［結論］
添付図面と明細書に示されている爆発波形成形装置は、フライヤプレートに衝突するためにその他の方法では球面の爆発波を平面爆発波に変換する。 平面波頭とフライヤプレートとの衝突は低感度の装填爆発物の複数の表面を横切って規定される平面に平行な実質的に変形されていない形状でブースタハウジングから離れるようにフライヤプレートを突出させる。 付加的に、平面爆発波はフライヤプレートが低感度の装填爆発物の複数の表面に実質的に平行な平面配向で低感度の装填爆発物の方向に突出することを確実にする。 フライヤプレートはしたがって低感度の装填爆発物の起爆及び爆発を開始するため低感度の装填爆発物の種々の表面と多数接触を行いこれらの表面に衝突することができる。 爆発波形成形装置のないブースタハウジングの球面爆発波と対照的に、図示され前述された波形成形装置は衝突と、ブースタハウジングからのフライヤプレートの突出の制御のために平面爆発波に変換するようにブースタハウジングを通して爆発波形成形装置周辺に爆発波を誘導する。

さらに、フライヤプレートは平面爆発波頭により衝突され、その実質的な変形なしに平坦な配向及び形状で維持されるので、低感度の装填爆発物がターゲットとの兵器の衝突期間中にブースタハウジングから離れて安定するときにフライヤプレートがブースタハウジングと低感度の装填爆発物との間の空間を横切ることができる。 フライヤプレートは低感度の装填爆発物の複数の表面に平行な配向を維持しながらブースタハウジングと低感度の装填爆発物との間の空間を横切ることができる。 フライヤプレートはギャップを横切った後、低感度の装填爆発物の多数の表面と接触し、低感度の装填爆発物の爆発を開始する。 即ち、平面爆発波のために、フライヤプレートはそのフライヤプレートと低感度の装填爆発物の多数の表面との間の平面接触を促すためにブースタハウジングと爆発物との間の空間を横切りながら低感度の装填爆発物に関して回転又は傾斜しない。

図示され説明されている特別な構造は主体とその最良モードを示したものであり、任意の方法で本発明の主題の技術的範囲を限定することを意図されない。 簡潔にする目的で、システムの通常の製造、接続、準備、及び他の機能的局面を詳細には説明しない。 さらに種々の図面に示されている接続線は種々の素子間の例示的な機能関係および／または物理的結合を表すことを意図されている。 多くの代替又は付加的な機能的関係或いは物理的な接続が実践的なシステムに存在してもよい。

前述の説明では、主題は特別な例示的な例を参照して説明された。 しかしながら種々の変形及び変更がここで説明されている本発明の主題を逸脱することなく行われることができることが認識されよう。 説明及び図面は限定的方法ではなく例示的な方法としてみなされ、全てのこのような変形は本発明の主題の技術的範囲内に含まれることが意図されている。 したがって、主題の技術的範囲は前述の単なる特別な例によってではなく、ここで説明されている一般的な例およびそれらの法的な等価物により決定されるべきである。 例えば任意の方法又はプロセスの実施形態で述べられているステップは任意の順序で実行されることができ、特別な例で提示されている明確な順序に限定されない。 付加的に、任意の装置の実施形態で述べられているコンポーネントおよび／または素子は組立てられ、またはそうでなければ実質的に本発明の主題と同じ結果を生みしたがって特別な例で述べられている特別な構造に限定されないように種々の順列で動作的に構成されることができる。

効果、その他の利点及び問題に対する解決策を特別な実施形態に関して前述したが、任意の効果、利点、問題に対する解決策、或いはその任意の特別な便宜点、利点又は解決策が生じ、より顕著になる任意のエレメントは臨界的で必要とされまたは必須の特性或いはコンポーネントとしては解釈されない。

ここで使用されているように、用語「具備する」、「具備している」又は任意のその変形は非独占的含有物を参照することを意図され、それによってエレメントのリストを具備するプロセス、方法、アーティクル、組成または装置は述べられた素子だけではなく明白にリストされていないかこのようなプロセス、方法、アーティクル、組成又は装置に固有の他の素子を含んでいる。 本発明の主題の実施で使用される前述の構造、構成、応用、割合、素子、材料またはコンポーネントの他の組合せおよび／または変形は特別に述べられていないものに加えて、変化されることができ、またはそうでなければ本発明の通常の原理から逸脱せずに特別な環境、製造仕様、設計パラメータまたは他の動作要件に適合されることができる。

本発明の主題を１例の実施形態を参照して前述した。 しかしながら変更及び変形は本発明の主題の技術的範囲から逸脱せずに例示的な実施形態に対して行われることができる。 これら及び他の変化及び変形は特許請求の範囲に述べられている陽に本発明の主題の技術的範囲内に含まれることを意図される。

前述の説明は例示であり、限定ではないことが意図されることが理解されよう。 多くの他の実施形態は前述の説明を読み、理解すれ当業者に明白であろう。 説明の異なる部分で述べられ異なる図面を参照されている実施形態は本発明の付加的な実施形態を形成するために組合せられることができることに注意すべきである。 本発明の技術的範囲はそれ故、請求項が権利を与えられている等価物の範囲全体と共に、このような請求項を参照して決定されるべきである。